Principiul fotorezistoarelor se bazează pe efectul fotorezistului. Rezistența fotorezistorului depinde de iluminare. Atunci când fotorezistorul este iluminat, rezistența scade.
bază fotorezistent este un strat semiconductor fotosensibil, care este format ca o placă imprimată pe substrat izolator. Ca material semiconductor pentru fotorezistoare, se utilizează compuși complexi: sulfură de cadmiu, selenură de cadmiu, sulfură de plumb. Electrozii metalici sunt aplicați pe suprafața acestui strat fotosensibil.
Suprafața stratului fotosensibil semiconductor situat între electrozii se numește zona de lucru. Poate avea o formă diferită. Zona sitului: de la zeci de mm2 la câteva zeci de mm2.
Pentru funcționarea corectă a FR este necesară iluminarea întregii zone de lucru. În acest caz, fotorezistorul va funcționa așa cum este indicat în datele pașaportului.
1. Volt-ampere caracteristică fotorezistoarelor.
Aceasta reprezintă dependența curentului de tensiunea aplicată cu un flux luminos nemodificat. În domeniul de tensiune de operare, fotorezistoarele volt-ampere sunt practic liniar la diferite valori ale fluxului luminos. Deci FF poate fi considerat un rezistor variabil convențional, a cărui rezistență depinde de fluxul luminos.
La începutul caracteristicii, nelinearitatea este observată în fotorezistoarele realizate pe baza semiconductorilor amorfi. Acest lucru se datorează faptului că boabele individuale sunt legate între ele. În semiconductoarele amorfe la tensiuni mici, căderea principală de tensiune apare la interfața secțiunilor. Când tensiunea este crescută, rezistența acestor contacte scade datorită tunelării prin filme subțiri sau prin încălzirea acestor secțiuni. Ulterior, contribuția principală se face prin materiale semiconductoare. Se observă o caracteristică liniară. La tensiuni mari, se poate observa neliniaritatea caracteristicii. Acest lucru se datorează creșterii temperaturii, precum și a altor defecte.
2. Caracteristică ușoară (lux-ampere). / Caracteristici importante /
Afișează dependența fotocurentului de iluminare (de la fluxul luminii incidente).
unde E este iluminarea.
Liniaritatea caracteristică se explică prin faptul că concentrația purtătorilor de sarcină din semiconductor crește cu iluminarea. Ca rezultat, nivelul lui Fermi se împarte în cvasi-nivele. Procesele de recombinare sunt în creștere. Într-o gamă îngustă de iluminare, caracteristica lux-ampere poate fi descrisă prin ecuația:
unde A și x sunt constante pentru un singur fotorezistor.
3. Caracteristicile spectrale ale fotorezistorului.
Afișează dependența fluxului fotografic de lungimea fluxului de lumină incidentă.
La o lungime de undă mare, energia fotonilor nu este suficientă pentru a ioniza atomii din interiorul semiconductorului.
La o lungime de undă mică, coeficientul de absorbție al fluxului luminos crește. Majoritatea fotonilor vor fi absorbiți în stratul de suprafață. În acest caz, se mărește recombinarea de suprafață, iar randamentul purtătorilor de sarcină scade. În consecință, se observă o limită de frecvență înaltă, care depinde de lățimea benzii interzise. Pentru semiconductori: 0,1 - 3 eV.
Există fotorezistoare, ale căror caracteristici spectrale corespund aproape complet sensibilității spectrale a ochiului. Pentru aceste PD se utilizează sulfura de cadmiu și selenidul de cadmiu.
4. Constanta de timp.
constanta de timp - timpul în care modificările fotorezist fotocurentilor după reglarea intensității luminoase sau de iluminare de timp e sau 63%, comparativ cu o valoare constantă.
Constanta de timp caracterizează viteza de reacție a fotorezistorului la modificarea fluxului luminos. În acest caz, răspunsul la creșterea este mai rapid decât scăderea fluxului de lumină.
- creșterea "timpului" de curent cu creșterea fluxului luminos.
- timpul de "decădere" a curentului atunci când fluxul luminos scade.
Aceste valori au o răspândire largă: de la 10 μs la 10 ms.
În studiu, fotorezistorul este de asemenea iluminat cu un flux luminos standard, a cărui putere ar trebui să fie de 200 lux la o temperatură a sursei de lumină de 2840 K.
Inerția semnificativă a fotorezistoarelor conduce la faptul că dacă il iluminăm cu un flux de lumină modulat, atunci componenta variabilă va scădea. Frecvență maximă de modulare pentru RF: 1-100 kHz.
5. Rezistența întunecată a fotorezistorului.
Rezistența întunecată a unui fotorezistor este rezistența unui fotorezistor în absența unui flux de lumină.
Această rezistență este măsurată la 30 de secunde după ce este complet întunecată. Înainte de aceasta, acesta este iluminat cu un flux standard. După întunecarea fotorezistorului în timpul zilei și în decurs de 30 de secunde se poate schimba cu câteva ordine de mărime.
6. Fotosensibilitate specifică integrată.
Afișează modificarea fotocurentului unui fotoconductor când se schimbă tensiunea.
unde Φ este puterea fluxului luminos.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: